Nat. Biomed. Eng.:通过水凝胶释放CAR-T细胞和抗PDL1缀合的血小板抑制手术后肿瘤复发 实体瘤的免疫抑制性微环境降低了嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)的抗肿瘤活性。顾臻团队通过透明质酸水凝胶的植入,靶向人硫酸软骨素蛋白聚糖4的CAR-T细胞的释放,包裹细胞因子白细胞介素15的聚合物纳米颗粒和与检查点抑制剂结合的血小板编程了死亡配体1经由切除的皮下黑色素瘤肿瘤进入小鼠的肿瘤腔中,通过绝对作用抑制了肿瘤的局部复发以及远处肿瘤的生长。充当贮库的水凝胶促进了CAR-T细胞在手术床上的增强分布,而炎性微环境则触发了血小板活化以及随后释放的血小板衍生微粒。手术后通过生物相容性水凝胶储库进行局部联合免疫疗法治疗可能代表了一种预防可切除肿瘤复发的转化途径。Inhibition of post-surgery tumour recurrence via a hydrogel releasing CAR-T cells and anti-PDL1-conjugated platelets.(Nat. Biomed. Eng., 2021, DOI:10.1038/s41551-021-00712-1)
03
Nat. Commun.:破坏肿瘤血管和收集载有APDL1的血小板可控制肿瘤转移 尽管癌症的治疗正在发展,但是对于治疗剂而言,要到达转移部位仍然是一项挑战,转移部位占癌症相关死亡的大部分。顾臻团队开发了一种策略,该策略可指导抗程序性细胞死亡配体1(aPDL1)抗体积聚在转移性病变中,以促进抗肿瘤免疫反应。简而言之,作者已经开发出一种组合,其中Vadimezan破坏肿瘤转移的肿瘤血管,并促进过继转移的aPDL1偶联血小板的募集和激活。原位活化的血小板产生PDL1装饰的血小板衍生微粒(PMP),该微粒在肿瘤内扩散并引发免疫反应。与静脉内施用抗体相比,这种组合增加了10倍aPDL1抗体在肺转移中的蓄积,并增强了免疫反应的幅度,从而改善了抗肿瘤作用。Disrupting tumour vasculature and recruitment of aPDL1-loaded platelets control tumour metastasis. (Nat. Commun., 2021, DOI:.1038/s41467-021-22674-3)陈小元——从NIH到新加坡国立大学陈小元于1999年获得美国爱达荷大学博士学位,曾先后在南加州大学、斯坦福大学担任教职,2009年加入美国国立卫生研究院(NIH)生物医学影像及医学工程所(NIBIB)任终身资深研究员,分子影像及纳米医学实验室主任。陈小元于2020年加入新加坡国立大学医学院和工程学院,任终身Nasrat Muzayyin讲席教授。陈小元的科研方向主要涉及体外诊断,体内成像,基因/药物传输的生物材料,以及诊疗一体化等生物医学领域研究。陈小元已发表850多篇SCI论文(H-index 152,引用率 > 84000) ,在Nat. Nanotechnol.、Nat. Rev. Mater.等顶级杂志发表大量研究成果,部分研究成果已经转化并进入临床研究阶段。
01
ACS Nano:活性氧可活化异二聚体前药作为肿瘤选择性纳米治疗剂 鉴于其具有定义的化学结构、高载药效率、可控药物释放和减少的副作用,基于肿瘤选择性小分子前药的纳米治疗可能在临床中更有利于癌症治疗。陈小元团队设计并合成了一种可激活活性氧(ROS)的异二聚体前药,即HRC,并对其进行了纳米配制,以用于肿瘤选择性成像以及化学和光动力协同治疗。前药由喜树碱喜树碱(CPT),光敏剂2-(1-己氧基氧基乙基)-2-二乙烯基吡咯并菲草酸酯-a(HPPH)和硫代缩酮连接体组成。与CPT或HPPH加载的聚合物纳米颗粒(NP)相比,HRC加载的NP具有更高的药物加载能力,更好的胶体稳定性和更少的过早药物泄漏。有趣的是,由于强烈的π-π堆积,HRC NP几乎是无荧光的,一旦进入细胞就可以被内源性ROS有效激活。由于癌细胞中的ROS水平高于正常细胞,因此HRC NP可以选择性点亮癌细胞,并对癌细胞具有更强的细胞毒性。此外,HRC NPs表现出高度有效的肿瘤蓄积和协同肿瘤抑制作用,对小鼠的副作用减少。Reactive Oxygen Species Activatable Heterodimeric Prodrug as Tumor-Selective Nanotheranostics.(ACS Nano, 2020, DOI:10.1021/acsnano.0c05722)
02
Adv. Sci.:光动力-化学动力级联反应用于有效的药物输送和增强的联合疗法 具有光动力疗法和活性氧(ROS)触发的药物释放功能的纳米药物有望用于癌症治疗。然而,在触发药物释放过程中,大多数基于ROS响应性纳米载体的纳米药物仍然遭受严重的ROS消耗。陈小元团队提出了一种光动力学-化学动力学级联策略,用于设计药物递送纳米系统。通过两亲性PEG-HPPH-Fe的自组装制备负载阿霉素的ROS响应聚合物小体(DOX-RPS)。RPS可以通过被动靶向作用将药物有效地递送至肿瘤部位。在激光照射下,光敏剂HPPH可以有效生成ROS,进而引起亚油酸链的原位氧化和随后的RPS结构破坏,从而触发药物释放。在HPPH-Fe的催化下,ROS将通过化学动力学过程从亚油酸过氧化物中再生。因此,可以在没有ROS过度消耗的情况下实现ROS触发的药物释放。体外和体内结果证实了ROS的产生,触发了药物释放行为以及DOX-RPS的有效抗肿瘤作用。这种光动力-化学动力级联策略为增强联合疗法提供了一种有前途的方法。Photodynamic-Chemodynamic Cascade Reactions for Efficient Drug Delivery and Enhanced Combination Therapy.(Adv. Sci., 2021, DOI:10.1002/advs.202002927)孙立成——从瑞典皇家工学院到西湖大学孙立成是瑞典皇家工程院院士、中国科学院外籍院士、瑞典国家杰出教授(VR Rdsprofessor)、瑞典皇家工学院讲席教授、国际知名化学家、人工光合作用领域专家、“全球高被引科学家”。2020年孙立成回国加入西湖大学理学院,成为2020年入职的首位讲席教授。
01
Chem. Soc. Rev.:金属-有机框架及其衍生物作为析氧反应的电催化剂 电化学水分解法是一种用于能量转换和存储的有吸引力的方法。作为电驱动水分解的关键半反应,由于四个质子和四个电子的转移,析氧反应(OER)是一个缓慢的过程。因此,开发低成本且坚固的OER电催化剂对于提高水分解效率具有重要意义。基于高表面积,丰富的孔结构,不同的组成和明确的金属中心的优点,金属有机框架(MOF)及其衍生物已被广泛用作OER电催化剂。孙立成团队总结了用于OER电解的MOF及其衍生物的最新进展,重点介绍了MOF基材料的设计原理,合成方法和性能。此外,还讨论了MOF及其衍生物与OER的结构-性能关系,为合理开发高效的OER催化剂提供了宝贵的见解。最后讨论了当前的科学技术挑战和对可持续工业应用目的的未来展望。Metal-organic frameworks and their derivatives as electrocatalysts for the oxygen evolution reaction.(Chem. Soc. Rev., 2021, DOI:10.1039/D0CS01191F)
02
Nat. Commun.:从Ru-bda到Ru-bds——在酸性和中性条件下向高效分子水氧化电催化剂迈进的一步 在过去的几十年中,具有聚吡啶配体的Ru配合物的设计和研究取得了重大进展,这导致了分子水氧化催化剂的巨大发展以及对O-O键形成机理的理解。这篇文章报告了一种基于Ru的分子水氧化催化剂[Ru(bds)(pic)2],该催化剂在赤道位置包含一个四齿,双阴离子磺酸盐配体,在轴向位置包含两个4-picoline配体。这种Ru-bds催化剂在酸性和中性条件下以电化学方式分别以160和12900/s的周转频率(TOF)催化水氧化,显示出比现有的Ru-bda催化剂更好的性能。密度泛函理论计算表明:(i)在酸性条件下,O-O键形成步骤涉及具有7-配位构型的高价Ru中间体RuV = O;(ii)在中性条件下,七坐标的RuIV = O触发O-O键的形成;(iii)在两种情况下,I2M(两个M-O单元的相互作用)途径都比WNA(水亲核攻击)途径占主导地位。From Ru-bda to Ru-bds: a step forward to highly efficient molecular water oxidation electrocatalysts under acidic and neutral conditions.(Nat. Commun., 2021, DOI:10.1038/s41467-020-20637-8)
03
Angew. Chem.:Ru-bda型催化剂的偏移相互作用促进水分解性能 Ru(bda)L 2型催化剂的O-O键形成是通过双分子反应途径进行的,从而限制了这些催化剂在低浓度下的潜在应用。作者通过对轴向配体的简单结构考虑,实现了单核催化剂的高效率,在高催化剂负载下的TOF为449±24/s,在仅1μM催化剂浓度下的TOF为31±3/s。动力学和DFT研究表明,在两个催化单元之间的相互作用中引入偏移可降低二阶O-O键形成的动力学障碍,即使在低催化剂浓度下也能保持较高的催化活性。本文的结果进一步表明,π-π相互作用可能仅在观察到的催化活性中起次要作用,并且不对称性还可以使Ru(bda)(isoq)2型催化剂观察到的高活性合理化,并提供了克服该方法的局限性的灵感。Off-set Interactions of Ru-bda Type Catalysts for Promoting Water Splitting Performance.(Angew. Chem., 2021, DOI:10.1002/ange.202101931)